بررسی تاثیر قطر اسمی سنگ در پایداری موج شکن های سکویی

امروزه با توسعه بنادر و لزوم استفاده از موجشکن ها، این سازه ها به عنوان یک بحث مهم در مهندسی سواحل مطرح شده اند. موجشکن ها عموما سازه های گرانی بوده و از دیرباز تلاش فراوانی در ایجاد طرح هایی که استفاده از آنها را بهینه سازد صورت گرفته است. موجشکن های سنتی از ساختمان چند لایه ای که شامل هسته در مرکز و لایه فیلتر در وسط و لایه محافظ در بیرون است تشکیل شده اند در این سازه ها به دلیل محدودیت های زیاد در اندازه قطر سنگ های به کار رفته در لایه محافظ، تامین مصالح مورد نیاز با مشکلات فراوان و هزینه های زیادی همراه می باشد. بعدها برای کاهش ابعاد سنگ های به کار رفته در لایه محافظ استفاده از قطعات بتنی مرسوم شد و در نهایت در دهه های اخیر موجشکن های شکل پذیر و سکویی به منظور اقتصادی شدن ساخت موج شکن ها مطرح شده اند. این سازه ها علی رغم گذشت مدت زیادی از کاربردشان، به دلیل عدم وجود قواعد مدون برای طراحی آنها مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته و در آزمایشگاه ها به بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر آن پرداخته شده است؛ با این حال هنوز روابط جامع و کاملی که برای طراحی این سازه ها باشد ارائه نشده است. در موجشکن های شکل پذیر این ایده که نباید سنگ ها در اثر برخورد امواج جابجا شوند نقض می شود و به آنها اجازه داده می شود تا رسیدن به یک پروفیل پایدار جابجا شوند به طوری که در سرویس دهی سازه مشکلی ایجاد نشود. در این پایان نامه با مطالعات آزمایشگاهی به بررسی اثر قطر دانه بندی در پایداری موجشکن های سکویی از نوع ایرانی پرداخته شده است. تفاوتی که نوع ایرانی موجشکن سکویی با انواعی که تاکنون مورد مطالعات آزمایشگاهی قرار گرفته اند، در وجود لایه فیلتر در بین هسته و آرمور می باشد که استفاده از آن سبب می شود تا به صورت مناسب تری از مصالح استخراج شده از معادن سنگ استفاده شود. در این تحقیق تاثیر تغییرات مشخصات مربوط به امواج شامل ارتفاع، پریود، تعداد امواج و تغییرات سازه ای شامل قطر اسمی مصالح، تراز سکو، عرض سکو، مورد مطالعه قرار گرفته شده است. این تحقیقات در آزمایشگاه فلوم موج دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفته است. امواج تابیده شده به مقطع موجشکن به صورت نامنظم بوده و از طیف انرژی jonswap استفاده شده است. با توجه به مصالح خروجی از معادن ایران که غالبا در محدوده دانه بندی عریض قرار می گیرند مقدار برای عرض دانه بندی در نظر گرفته شده است. به طور کلی به منظور بررسی پارامترهای نام برده شده 120 آزمایش انجام شده است که باید تست های اولیه را که جهت ایجاد موج های مورد نظر برای تابش به سازه می باشد به آن اضافه کرد. در آزمایشات مذکور از سه دانه بندی با قطر اسمی استفاده شده است. با توجه به آزمایشات صورت گرفته همان طور که انتظار می رفت با افزایش قطر اسمی سنگ میزان عرض فرسایش یافته سکو کاهش یافته است و به این ترتیب سازه پایدارتر به نظر می رسد. از طرفی آزمایشات بیانگر اثر گذاری عمق و تراز قرار گیری سکو نسبت به سطح آب، می باشد. به این ترتیب که با افزایش عمق آب در پای سازه میزان تغییر شکل سازه روند افزایشی به خود می گیرد. همچنین با بالاتر بردن تراز قرار گیری سکو نسبت به سطح آب اثرات فرسایشی سکو کاهش یافته است که این حالت برای هر سه ترکیب دانه بندی، مشهود می باشد. از طرفی این تحقیقات به تاثیر عرض سکو بر میزان تغییر شکل سازه اذعان دارد.